[发明专利]用于调节废气清洁设备的氧气水准的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节内燃机的废气清洁设备的氧气水准的方法，其中，沿废气流动方向在废气清洁设备之前通过第一废气探头测量废气组成，并在废气清洁设备之后通过第二废气探头测量废气组成，其中，确定进入到废气清洁设备中的氧气进入量，并且将其加到或者整合(integrieren)到氧气量，并且其中在规定的极限值之间调节废气清洁设备之前的废气组成。

背景技术

对于具有内燃机的机车的运行，法规规定对一氧化碳、碳氢化合物和氧化氮组成的允许排放进行了限制。因此为了遵守这些法规，在内燃机的排气管线中设置了废气清洁设备。废气清洁设备具有至少一个三元催化器。这种三元催化器仅在狭窄的范围内对于化学计算的燃料空气混合气(Lambda＝1)具有对全部三种组成都足够的转换能力。因此在三元催化器的前面设置了Lambda探头，使用该探头的输出信号，可对燃料空气混合气的组成进行监控，并且在必要时可进行修正。此外还可在三元催化器之后设置第二个Lambda探头。该探头是用于识别第一Lambda探头的偏差，例如由于老化造成的漂移改变，这样就可在发动机控制器中考虑这种偏差。此外，第二Lambda探头是用于监控三元催化器的氧气水准。在这种情况中，第二Lambda探头可在贫油阶段中识别通过催化器的贫油废气，并且由此识别出达到催化器的氧气存储能力。在这种情况中，可朝着富油的方向调节废气组成。在富油阶段也可识别出富油废气的通过，由此可识别出已用完前面已存储的氧气。在这种情况中，可朝贫油的方向调节废气组成。基于第二Lambda探头的输出信号调节废气组成也叫做引导调节(Fuehrungsregelung)。

如此地利用废气清洁装置的氧气存储能力，使得在贫油阶段吸收氧气，在富油阶段又释放氧气。由此达到可对废气的可氧化的有害气体组成进行转化。通过特别是不稳定阶段的混合气干扰，在第一Lambda探头上经常出现与Lambda理论值的偏差。这些偏差由发动机控制器进行调节，然而它改变了催化器的氧气水准。如果对氧气水准的这些偏差进行纠正，而不用基于第二Lambda探头的输出信号进行调节干预，这对催化器的转化效率是有利的，因为只有当在催化器的下游氧气的浓度发生变化并因此氧气水准的偏差已经很大时，才能进行这种调节干预。此外，在这种大偏差时，还会排放出未足够净化的废气。

已知的氧气水准的调节由第一Lambda探头的输出信号和废气质量流确定了进入到催化器中的氧气进入量以及从催化器排出的氧气排出量，并且将氧气进入量和排出量整合，以便将氧气水准模型化。这个模型化的氧气水准在用于将氧气水准调节到理论值的控制回路中被用作输入参数。然而这个模型化的氧气水准并不相当于实际的氧气水准，因为在催化器中只存储了氧气进入量的与内燃机的工作参数有关的部分。

在实现氧气水准的调节时，考虑的是基于第二Lambda探头的输出信号的调节介入。这种作为引导调节起作用的调节改变了用于第一Lambda探头的信号的Lambda理论值。如果引导调节进行干预，氧气水准的调节就确定了偏差，并且相对引导调节的干预进行调节。为了进行引导调节，要使用复杂的多输入单输出调节器。因此不必使用基于第二Lambda探头的输出信号的引导调节以及基于第一Lambda探头的输出信号的内部控制回路的层次分明的结构。

DE4024212已公开，可将能在其中达到废气清洁设备的良好转化能力的燃料空气混合气的组成区域扩大，其措施是将燃料空气混合气的组成配以时间波动。在此规定，Lambda值以0.5至5Hz的频率，以例如±5％的幅度绕Lambda＝1波动。这可通过下述措施实现，即给Lambda信号的理论值加载外部信号，或者当达到规定的例如Lambda＝1.05的上限时，将理论值转换到例如Lambda＝0.95的下理论值。在DE 4024212中规定，当确定废气清洁设备的转化性能由于老化而减小时，减小调节波动的幅度。

发明内容

本发明的任务是提供一种调节废气清洁设备的氧气水准的装置。这种装置具有简单的调节器结构，并且避免未充分净化的废气通过。